CN101834740B

CN101834740B - Wdm光网络中的物理器件的自动配置方法

Info

Publication number: CN101834740B
Application number: CN2010101401203A
Authority: CN
Inventors: 龚金俊; 张亨学
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2030-04-07
Also published as: CN101834740A

Abstract

本发明公开了一种WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，包括以下步骤：A10、采集WDM光网络的网络参数并构建出网络软件模型；A20、分别将WDM光网络中各物理器件的参数设置在各物理器件参数库中；A30、根据波分网络最大波分数、OSNR限制和色散限制设置物理器件的配置规则；A40、分别从各物理器件参数配置表中提取器件参数，并依据配置规则对WDM光网络中的所有物理器件依次进行配置。本发明可以自动快速配置复杂的WDM网络，快速输出各复用段的OSNR值、色散值等工程中关心的参数，快速检验网络器件配置的有效性，避免了人为配置中数据错误导致的器件配置缺限。

Description

WDM光网络中的物理器件的自动配置方法

技术领域

本发明涉及WDM光网络系统，具体涉及WDM光网络中的物理器件的自动配置方法。

背景技术

波分复用(WDM)技术的发展推动了下一代的通信网络的结构体系的变革。但是，WDM光网络系统中物理器件结构本身会导致信号传输损伤，使得在进行光网络规划时必须考虑物理层的特性，以保证网络的可靠性与服务质量。光信号的传输损伤来源于光纤色散、非线性效应、偏振模色散、节点串扰、放大器噪声等，因此，需要建立光信号与各个物理器件的模型，用于对传输损伤进行评估，通过对传输损伤的评估，建立合适的光放、色散补偿等器件，使光信号传输满足要求。

现在的光网络大都采用波分技术进行传输，因而在光网络规划中，有很大一部分工作是在对WDM网络中的物理器件进行配置，这些器件包括改善传输色散的色散补偿模块、为传输损伤所配置的光放大器、为解决传输中的非线性效应而配置的GFF、DGE模块等。另外，由于业务的需要，波分网络的光通道可能会进行嵌套，即对某一光通道来说，某段物理配置会满足要求，但对另一光通道来说，这段物理配置却不合适，因而由人工在进行物理器件配置时，需要反复的调整物理器件参数，然后进行计算验证，再调整，再验证，一个简单的网络也会花费极大的精力，并且由人工进行验证、配置很容易出现错误，导致最后工程上的不成功。

随着波分网在城域网中的应用越来越广，波分网也越来越复杂，会出现网状网，在这种情况下，再由人来进行物理器件的配置将变得异常复杂，甚至是不可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决WDM光网络系统中通过人工的方式对物理器件进行配置工作量大、容易出现错误的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种WDM光网络中的物理器件的自动配置方法，包括以下步骤：

A10、采集WDM光网络的网络参数并构建出网络软件模型；

A20、分别将WDM光网络中各物理器件的参数设置在各物理器件参数库中；

A30、根据波分网络最大波分数、OSNR限制和色散限制设置物理器件的配置规则；

A40、分别从各物理器件参数配置表中提取器件参数，并依据配置规则对WDM光网络中的所有物理器件依次进行配置；

A50、输出配置结果。

步骤A40中，首先配置色散补偿模块，然后配置光放器件，所述光放器件包括GFF器件、光放大器和DGE器件，最后采用新58公式遍历计算光复用段的OSNR值，当OSNR值低于系统设置的最低值时，提示需在不符合要求的光放段上添加中继或光放大器件并配置。

上述方案中，色散补偿模块的配置包括以下步骤：

A411、遍历WDM网络中的每一个光放段，并获得每一光放段的光纤长度、类型以及光放段列表；

A412、根据光放段列表中每一段光放段的光纤长度和类型，从色散补偿器件参数库中为其查找匹配的色散补偿模块，并加入到该光放段的器件参数列表中；

A413、以当前光放段是否为光放段列表中的最后一个为依据获得光放段是否遍历完成的判断结果，当判断结果表明全部光放段都尝试进行了色散补偿模块匹配后，则转至步骤A414，否则返回步骤A412继续为下一个光放段匹配相应的色散补偿模块；

A414、遍历所有的虚拟复用段，按虚拟复用段的长度从小到大进行排列，并依次获得每一虚拟光复用段的残余色散；

A415，判断当前虚拟复用段的残余色散值是否≤0，如果残余色散值≤0则转步骤A416；否则转至步骤A418；

A416、遍历所有虚拟光复用段的色散补偿模块，并按步长减少色散补偿模块的色散值；

A417、判断虚拟复用段的残余色散值是否≤0，如果残余色散值≤0则转步骤A416；否则转至步骤A420；

A418、遍历虚复用段色散模块，并按步长增加色散模块的色散值；

A419、判断虚复用段残余色散是否＞限制值，如果是则转至步骤A418，否则转至步骤A420；

A420、判断虚复用段的遍历是否完成，如完成则转步骤A421，否则转至步骤A414；

A421、调整光复用段色散；

A422、在进行初始配置后，对色散补偿模块进行调整，直到所有复用段色散值在最大欠补偿与最大过补偿值之间；

上述步骤按正向、反向两段光纤分别进行。

上述方案中，GFF器件的配置包括以下步骤：

遍历所有光复用段，提取光复用段的光放段列表，并累加光放段长度，当长度满足GFF器件配置中添加GFF器件的长度时，在该光放段末添加GFF器件，对GFF器件的添加也分为两个方向，光放段及光复用段的正向与反向分别进行。

上述方案中，光放段配置光放大器包括以下步骤：

A511、遍历每一个光复用段中的每一个光放段，获得每一个光放段列表；

A512、依次为每一个光放段设置发端和收端光放大器，光放大器件的配置采用完全补偿前段衰耗的方法，如果光放段衰耗比较大，按该区段的收端需要配置两极放大器，则先配置前置放大器，再根据GFF、DCM衰耗配置后置放大器；

A513、获取光放段的功率衰耗，功率衰耗lost＝每一光放段光纤的衰耗之和，如果光放段配置了DCM器件或是GFF器件等，则加上DCM器件或GFF器件的插入损耗；

A514、从衰耗光放配置表中查找与lost相匹配的光放配置；

A515、统计光复用段上的光放大器个数，在光放大器个数超过指定个数后，在该光复用段上添加DGE器件；

A516、获取光放段参数以及系统参数，光放段参数包括：发端放大器与收端放大器的增益、噪声系数、饱和输出；光放段光纤的衰耗值之和，如有DCM、GFF、DGE，则应将这些器件的插入损耗计入系统衰耗；系统参数即：系统波道数；

A517、判断是否所有的光放段均配置完成，如果全部配置完成则结束配置；否则，重复步骤A512-A516，直至全部配置完成。

上述方案中，配置DGE器件后，在DGE前加设前置光放大器，在DGE后添加后置光放大器。

本发明，可以自动快速配置复杂的WDM网络，如链形、环形及网状网的波分网络的光放器件，快速输出各复用段的OSNR值、色散值等工程中关心的参数，可快速检验网络器件配置的有效性，代替人力反复计算、调整的复杂计算过程，往往由人工配置需要几天甚至几星期之久的波分网络器件配置，在几小时之内即可配置完成，并正确的输出物理器件配置表，避免了人为配置中数据错误导致的器件配置缺限。在采取本发明进行波分配置后，能将各种参数进行报表输出，可以很容易的看出波分网各段参数，验证物理器件配置的有效性，指出波分网络的缺限，并给出简单的解决方法，网络瓶颈也可以直观的显示出来。

附图说明

图1为WDM光网络软件模型示意图；

图2为光放大器件参数配置说明表；

图3为本发明提供的WDM网络中的物理器件自动配置流程图；

图4为色散补偿模块配置流程图；

图5为光放大器件配置流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

图1为WDM光网络结构示意图，该网络中有5个节点，其中节点N1、节点N5为OTM(光终端复用)节点，节点N2、节点N4为OADM(光分插复用)节点，节点N3为光放节点。相临节点形成光放段，该光放段具有正向、反向两段光纤且两端分别设有收端和发端光放大器件，网络中可能形成波道的两对节点间的光放段组成虚拟光复用段，如节点N1-节点N2、节点N2-节点N4、节点N4-节点N5三个虚拟光复用段，光复用段根据用户具体业务要求进行设置，可能包含多段虚拟光复用段，光复用段可以共用相同的光放段，图1仅为本发明的一种示例性的实施例，在实际应用中，节点数目和类型并不限于上述5个，可根据实际情况设置。

本发明包括以下步骤，如图3所示：

A10、采集WDM光网络的网络参数并构建出网络软件模型，该网络软件模型由节点以及连接各节点的光纤段组成，光纤段又详细分为光放段、光复用段和虚拟光复用段，相应的网络参数如下：

节点参数，节点对应网络中的实际波分设备，可以是光放站点、OTM或OADM站点，节点参数包括各节点的类型以及连接在各节点上的光纤段的光纤段列表，光纤段列表包括光放段列表、光复用段列表以及虚拟光复用段列表，上述三种列表中存放各物理的参数列表，如WDM网络基本参数、色散补偿器件参数、光放大器件参数、GFF器件参数以及DGE器件参数等。

光纤参数，即光纤的物理参数，如长度、衰耗、色散等；

光放段参数，即光放段列表以及每一光放段上的正向光放器件参数列表和反向光放器件参数列表。

光复用段参数，即光复用段列表。

虚拟光复用段，即虚拟光复用段列表。

上述参数的采集可通过软件GUI方式获得也可以用输入配置文件的方式获得。

A20、分别将WDM光网络中的各物理器件的参数设置在各物理器件参数库中。

物理器件的参数库中包括：

(1)、基本参数库，包括：

波分网速率、波分网最大波道数、ONSR极限值(最低值)和色散参数(最大欠补偿、最大过补偿量)，这些参数会影响器件参数的配置，不同波分网速率的设备在传输物理损伤上面的要求不一样，波分网的最大波道数会影响波道的功率，从而影响OSNR值。

(2)色散补偿器件参数库，包括：

所有可能的色散补偿长度，该长度对应有补偿光纤类型，如G655-40；

色散补偿步长，该参数表示色散补偿模块长度间隔，比如G655的色散补偿经常为40公里或80公里，补偿步长即为40公里。

(3)、光放大器件参数库，包括：

放大系数、饱和输出和插入损耗，如OA 18 20 6.5，表示放大系数为18，饱和输出为20，插入损耗为6.5。

(4)、功率均衡器件配置参数库，包括：

GFF器件配置参数，波分传输中，在传输到一定长度后，由于非线性效应，会产生各波功率的不一致性，需要用GFF器件进行调整，GFF器件配置参数即为一个指定长度，在这个长度后需要配置GFF器件。

GFF器件的插入损耗；

DGE器件配置参数，波分传输中，光放器件对各波的放大系数会有偏差，因而在多个光放器件后，会要求用DGE器件来进行调整，DGE器件配置参数即为一个指定数目，在这个指定数目的光放器件后，需要配置DGE器件；

DGE的插入损耗值。

A30、根据波分网络最大波分数、OSNR限制和色散限制设置物理器件的配置规则。

波分网络器件参数的自动配置实际上是模拟人工手动配置器件参数的步骤，通过算法进行实现。本发明将人工配置光器件的规则形成器件参数库或是器件参数配置表，在自动进行配置时，从器件参数库中提取器件参数，依据器件参数配置表来适配各种可能情况下的器件参数配置。

这些规则包括：

满足波分网络最大波分数，即系统采用的是多少波的系统，如40波、80波等；

OSNR限制：即系统能接受的OSNR的最低值；

色散限制：即系统能接受的色散值范围，包括色散欠补偿值限制、色散过补偿值限制；

GFF器件及DGE器件配置规则：

GFF配置规则，每个公司设备要求可能不一样，一般为每间隔多少公里需要配置GFF器件；DGE配置规则一般为复用段上配置多少个光放器件后，需要配置DGE，间隔的光放器个数，每个公司要求不一样。

光放器件配置规则分为两部分，常用光放器件的参数表以及配置光放器件时的衰耗对应表，常用光放器件的参数表列出了所有常用的光放器件参数，配置光放器件时的衰耗对应表表示光放段衰耗在什么值范转时，采用什么样的光放器件进行配置，具体实例如图2所示。

色散器件配置规则：主要有色散补偿值和插入损耗。

A40、分别从各物理器件参数库中提取器件参数，并依据配置规则对WDM光网络中的所有物理器件依次进行配置。由于色散补偿模块有插入损耗，会影响到光放器件参数的配置，因而首先配置色散补偿模块，然后再配置光放大器件，如光放大器、GFF器件(增益平坦滤波器)和DGE器件(动态增益均衡器)，具体步骤如下：

A401、色散补偿配置；

A402、配置光复用段GFF器件；

A403、配置复用段光放器件；

A404、配置DGE器件；

A405、检查配置结果，首先计算复用段OSNR，如果OSNR值是否低于系统极限设置值，则指出相应光放段，并提示需添加中继或光放站；

A406、输出各复用段OSNR、色散。

其中步骤A401的配置过程如图4所示，具体包括以下步骤。

A412、根据光放段列表中每一段光放段的光纤长度和类型，从色散补偿器件参数库中为其查找匹配的色散补偿模块，并加入到该光放段的器件参数列表中，完成色散补偿模块的配置；

A421、调整光复用段色散，对光复用段列表进行排序，按复用段长度从小到大进行排列，判断每一光复用段的色散参数是否满足系统要求，不满足，则根据每段光复用段的色散配置器件进行调整，使每一复用段的色散残余值满足系统设定的范围。该步骤中，按色散补偿经验，色散补偿最好要欠补偿。为保证网络所有可能的复用段都符合要求，首先对虚复用段进行调整，遍历虚光复用段，查看虚光复用段的残余色散，调整光复用段色散补偿模块值，使虚光复用段色散补偿值尽量欠补。

A422、在进行初始配置后，对色散补偿模块进行调整，直到所有复用段色散值在最大欠补偿与最大过补偿值之间。

上述步骤按正向、反向两段光纤分别进行。

光放大器件的配置流程如图5所示，包括以下步骤：

A512、依次为每一个光放段设置发端和收端光放大器，图2为光放大器件参数配置说明表，光放大器件的配置一般采用完全补偿前段衰耗的方法，对每段衰耗采用不同参数的光放大器件组合来完全补偿衰耗。表中光放段衰耗列指的是光放段上的光纤衰耗值，如果光放段配置有色散补偿模块，则为光纤衰耗值加上色散补偿模块的插入损耗值，如果光放段配置有DCM器件和/或GFF器件，则该衰耗值还需要加上DCM器件和/或GFF器件的插入损耗。图2中光器件配置列是指对应不同的衰耗，配置光放大器件时采用什么样的光器件。如：当衰耗小于A时，收端只配置一个光放器OA1，衰耗在A-B之间时，采用二级放大方法，设置OA2与OA3，其中A、B是指光放段对应衰耗，OA1、OA2是指光放大器参数，包含光放大器的放大参数和饱和输出参数。该步骤中，参照光放大器件参数中的器件参数表，查找到该衰耗所在区段，配置相应的收端光放器件；如果光放段衰耗比较大，按该区段的收端需要配置两极放大器，则先配置前置放大器，再根据GFF、DCM衰耗配置后置放大器。

因为GFF器件只与光放段的长度相关，因而遍历所有光复用段，提取光复用段的光放段列表，并累加光放段长度，当长度满足GFF器件配置中添加GFF器件的长度时，在该光放段末添加GFF器件，对GFF器件的添加也分为两个方向，光放段及光复用段的正向与反向分别进行。

A514、从衰耗光放配置表中查找与lost相匹配的光放配置；

A515、统计光复用段上的光放大器个数，在光放大器个数超过指定个数后，在该光复用段上添加DGE器件，由于DGE器件插入损耗比较大，需要配置相应的多级放大器，配置DGE器件后，由于DGE产生新的衰耗，因此在DGE前加设前置光放大器，在DGE后添加后置光放大器，以抵消DGE产生的衰耗。因为DGE器件是根据光放大器的配置结果来判断是否需要添加，因而在光放大器配置完成后进行。

A516、获取光放段参数以及系统参数，光放段参数包括：发端放大器与收端放大器的增益、噪声系数、饱和输出；光放段光纤的衰耗值之和，如有DCM、GFF、DGE，则应将这些器件的插入损耗计入系统衰耗；系统参数即：系统波道数，光放器的饱和输出/系统波道数可获得单波道光功率。按新58公式遍历计算光复用段的OSNR值，当OSNR值低于系统设置的最低值时，添加拉曼放大器。新58公式参见：通信学报2003年01期《DWDM系统中级联EDFA光信噪比计算》；

上述步骤应按正向和反向分别进行，配置完成后，优化光放大器的参数，对OSNR值较低的段，调整光放大器的饱和输出和放大器的放大系数，以获得较好的OSNR值，这种优化由前面输入的优化系数决定是否进行。

A50、按上述方法配置完成后，输出配置结果。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，其特征在于包括以下步骤：

A10、采集WDM光网络的网络参数并构建出网络软件模型，所述网络软件模型由节点以及连接各节点的光纤段组成，光纤段又详细分为光放段、光复用段和虚拟光复用段；

A50、输出配置结果；

2.如权利要求1所述的WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，其特征在于色散补偿模块的配置包括以下步骤：

A414、遍历所有的虚拟光复用段，按虚拟光复用段的长度从小到大进行排列，并依次获得每一虚拟光复用段的残余色散；

A415，判断当前虚拟光复用段的残余色散值是否≤0，如果残余色散值≤0则转步骤A416；否则转至步骤A418；

A416、遍历当前虚拟光复用段上的所有色散补偿模块，并按步长减少色散补偿模块的色散值；

A417、判断当前虚拟光复用段的残余色散值是否≤0，如果残余色散值≤0则转步骤A416；否则转至步骤A420；

A418、遍历当前虚拟光复用段上的所有色散补偿模块，并按步长增加色散补偿模块的色散值；

A419、判断当前虚拟光复用段的残余色散是否＞限制值，如果是则转至步骤A418，否则转至步骤A420；

A420、判断虚拟光复用段的遍历是否完成，如完成则转步骤A421，否则转至步骤A414；

A421、调整光复用段的色散；

A422、在进行初始配置后，对色散补偿模块进行调整，直到所有光复用段的色散值在最大欠补偿与最大过补偿值之间；

上述步骤按正向、反向两段光纤分别进行。

3.如权利要求1所述的WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，其特征在于GFF器件的配置包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，其特征在于光放段配置光放大器包括以下步骤：

A512、依次为每一个光放段设置发端和收端光放大器件，光放大器件的配置采用完全补偿前段衰耗的方法，对每段衰耗采用不同参数的光放大器件组合来完全补偿衰耗，如果光放段配置有色散补偿模块，则为光纤衰耗值加上色散补偿模块的插入损耗值，如果光放段配置有DCM器件和/或GFF器件，则该衰耗值还需要加上DCM器件和/或GFF器件的插入损耗；如果光放段衰耗比较大，该光放段的收端需要配置两极放大器，则先配置前置放大器，再根据GFF、DCM衰耗配置后置放大器；

A513、获取光放段的功率衰耗，功率衰耗lost＝每一光放段光纤的衰耗之和，如果光放段配置了DCM器件或是GFF器件，则加上DCM器件或GFF器件的插入损耗；

A514、从衰耗光放配置表中查找与lost相匹配的光放配置；

A516、获取光放段参数以及系统参数，光放段参数包括：发端放大器与收端放大器的增益、噪声系数、饱和输出；光放段光纤的衰耗值之和，如果有DCM、GFF、DGE，则应将这些器件的插入损耗计入系统衰耗；系统参数即：系统波道数；

5.如权利要求3所述的WDM光网络中的物理器件自动配置的方法，其特征在于配置DGE器件后，在DGE前加设前置光放大器，在DGE后添加后置光放大器。